真正极移

✍ dations ◷ 2025-11-13 20:56:53 #真正极移

真正极移(英语:True polar wander)是指一个固体的行星或卫星,因对其自转轴的旋转,导致北极和南极的地理位置发生“漂移”。若物体是完全刚性的(地球不是),它最稳定的旋转,是当它的最大惯性矩轴和自转轴对齐,而两个较小的惯性矩轴位于赤道平面内。如果星体不处于这种稳定状态,就会发生真正极移:一个行星或卫星在这情况下会以刚体型旋转,把最大惯性矩轴与自转轴重新合齐。

地球的质量分布不是球性对称的,地球具有三种不同的转动惯量。最大转动惯量的轴与旋转轴(穿过地理北极和南极的轴)是密齐的。另外两个轴在赤道附近。这类似于一块砖,围绕其最短尺寸的轴旋转(当砖平放时为垂直轴)。但是,如果在赤道附近的两个轴之一的转动惯量,变得几乎等于极轴的转动惯量,则对物体(地球)方向的约束就会放松。 这种情况就像橄榄球或美式足球围绕穿过其“赤道”的轴旋转(球的“赤道”并不对应于地球的赤道)。只有微小的扰动就可以移动足球,然后足球会围绕另一个通过同一“赤道” 轴旋转。同样,一些因素也可以使地球(地壳和地幔)缓慢重新定向,一直到转轴的新地理点移动到北极,并保持低惯性矩的轴在赤道附近。 这种重新定向会改变地球上大多数点的纬度,其程度根据它们与赤道附近的不移动轴距离。

极移与进动不同,进动是旋转轴的移动,换句话说,北极指向另一颗恒星。小规模的进动称为章动。进动是由月球和太阳的引力引起的,并且一直发生,速度将比极移快得多,但它不会导致纬度的变化。

真正的极移必须与大陆漂移区分开来,大陆漂移是由于地幔中的环流使地壳板块向不同方向的移动。

真正的极移必须与地磁反转区分开来,地磁反转已被证实为地球磁场南北磁极倒置。

古地磁学用岩石中测出的古纬度来重建构造板块,而极移和板块构造都能影响古纬度。为了重建板块构造历史,地质学家必须分离这两种因素。因为真正的极移是一种全球现象,而构造运动是每个板块局部的活动。所以在不同地点但同年代的多次取样,就能区分板块构造运动和真正的极移信号。

在地球的历史中,已经发生过数次真正的极移案例。有人认为,在大约 174 到 1.57 亿年前,由于真正的极地漂移,使东亚向南移动了 25°。火星、欧罗巴和土卫二也被认为经历了真正的极移。天王星相对于黄道的极端倾斜并不是真正的极移(星体相对于其旋转轴的移动),而是旋转轴本身的大移动。这种轴转移动被认为由于是数十亿年前发生的一系列星体碰撞。

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